北京地区14份柳枝稷生物量及分配差异研究

采用14份柳枝稷开展盆栽试验,研究了在北京地区条件下其生物量差异及分配规律。结果表明,低地型柳枝稷Kanlow生物量最高,其茎秆、地上部和整株生物量分别达到175.48 g/株、299.18 g/株和447.66 g/株,而高地型柳枝稷Nebraska生物量最低,其茎秆、地上部和整株生物量分别为29.86 g/株、58.08 g/株和140.51 g/株。就柳枝稷整株植株而言,Kanlow地上部生物量分配比例最高,达到63.13%,S2最低,为40.55%,Kanlow地上部营养器官生物量分配比例最高,达到48.67%,Nebraska最低,为31.88%。就柳枝稷地上部而言,Alamo、Kanlow和Trailblazer茎秆生物量分配比例及茎叶比均较高,分别为35.91%和2.75,37.09%和2.56,34.39%和2.48。起源纬度显著影响了柳枝稷的生物量及其分配,就柳枝稷整株植株而言,起源纬度与柳枝稷生物量显著负相关,与地下部生物量分配比例显著正相关,与地上部、种子和茎生物量分配比例显著负相关。就柳枝稷地上部而言,起源纬度与茎生物量分配比例及茎叶比显著负相关,与叶和鞘生物量分配比例显著正相关。生物量的差异及其分配规律反映出柳枝稷对生态环境长期适应的生殖与生长策略。本研究为柳枝稷遗传资源引种和品种选育提供了依据。

北京地区柳枝稷产量和品质的变化规律

通过田间试验研究了北京地区不同生长期柳枝稷(Panicum virgatum)产量和品质变化规律。结果表明,在北京地区,柳枝稷品种Alamo地上部生物量在8月末达到最高值,此后开始下降,到10月末约降低23%,到11月末约降低30%。不同生长时期,柳枝稷品质变化明显,其纤维素、木质素含量逐渐升高,半纤维素含量逐渐降低;热值、挥发分逐渐升高;水分、灰分和固定碳含量逐渐降低;氮、氯元素含量先升高后降低,在开花期达到最高值,磷、钾、硫元素含量均逐步降低。北京地区,一般10月底,霜期到来,柳枝稷地上部已衰老枯萎,养分回流过程完成,生物质品质达较高水平,此时开始收获,比较适宜。

盐胁迫对柳枝稷种子萌发的影响

在光照培养箱内用不同浓度(0、50、100、200、300mmol/L)的NaCl、Na2SO4、中性混合盐(NaCl和Na2SO4)、NaHCO3、Na2CO3和碱性混合盐(NaHCO3和Na2CO3)处理两种柳枝稷种子(Alamo和Pathfinder),通过测定盐胁迫下柳枝稷的发芽率、苗长、根长、干苗重及种子活力指数,分析盐胁迫对两种柳枝稷种子萌发的影响。结果表明:随着盐浓度的增加,柳枝稷种子萌发受到抑制,低浓度(50mmol/L)NaCl可以促进Alamo种子的发芽,低浓度(50mmol/L)中性混合盐对Alamo种子相对活力指数影响较弱;碱性盐胁迫下Pathfinder的耐受性优于Alamo。对两个品种来说,碱性盐对其种子的抑制高于中性盐,混合盐对种子的抑制介于两种单盐之间。

作物秸秆生物质原料可持续利用模式探究

为阐明作物秸秆作为生物质原料的可持续利用潜力,基于可持续发展理论,构建了以生物质原料可持续生产和供应系统为基础的生物质产业可持续发展模式。在此基础上,构建了作物秸秆生物质原料可持续利用模式,并分析了中国作物秸秆生物质原料可持续利用潜力。在中国现代生物质产业发展过程中,需要控制作物秸秆生物质原料利用比例整体上不超过25%,即使部分适宜规模化开发利用地区亦不应该超过35%;生物质产业发展应该兼顾生物质原料需要与传统利用方式需要之间的平衡,尤其是要满足作物主产品可持续生产的需要。

利用ISSR和SSR标记分析芒荻类植物资源遗传多样性

利用ISSR和荧光SSR技术对22种芒荻类植物的遗传多样性进行分析,筛选出具有多态性的ISSR和SSR引物各12对,其中ISSR引物共扩增出216个多态性位点,多态性比率为96.86%,Neis指数为0.301 8,平均Shannon指数为0.462 8;SSR引物共扩增出111个多态性位点,多态性比率为67.68%,Neis指数为0.111 5,平均Shannon指数为0.193 3。UPGMA聚类分析结果表明,22份芒荻类植物资源中除五节芒外,相同地域内的芒、荻和南荻在遗传学上难以区分;芒荻类植物资源的遗传分化与其种源的地域分布有一定相关性。Mantel检验显示,2种分子标记在22份芒荻类植物资源间相关不显著(r=0.374,P>0.05)。

木质纤维素草本植物边际土地可持续生产模式探究

基于边际土地长期规模化种植木质纤维素草本植物有利于解决我国非粮生物质原料可持续生产和供应问题。然而,由生物质原料集约化生产与边际土地生境所致的一些潜在问题会影响木质纤维素草本植物的可持续生产。基于京郊边际土地木质纤维素草本植物规模化示范种植实践,提出了种类筛选、保护性耕作、混合种植、水肥管理、杂草控制、生物质收获等一系列可持续生产技术,构建了木质纤维素草本植物边际土地可持续生产模式,展望了今后开展木质纤维素草本植物可持续生产技术研究的主要内容,以期为我国非粮生物质原料的可持续生产和供应提供理论支持与技术支撑。